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Classes préparatoires aux grandes écoles
Filière scientifique
Voie Biologie, chimie, physique et sciences de
la Terre (BCPST)
Annexe 1
Programmes de sciences de la vie et de la
Terre
© Ministère de l’enseignement supérieur, de la recherche et de l’innovation, 2021 Sciences de la vie et de la Terre – BCPST
http://www.enseignementsup-recherche.gouv.frClasse préparatoire BCPST
Biologie, chimie, physique, sciences de la Terre
PROGRAMME DE SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE
PRÉAMBULE DU PROGRAMME
Le programme de sciences de la vie et de la Terre de la classe de BCPST s’inscrit dans un continuum
entre les programmes de lycée et ceux des grandes écoles auxquelles préparent les classes de BCPST.
Le programme de BCPST prend en compte les programmes rénovés de lycée entrés en vigueur à la
rentrée 2019 pour les classes de seconde et de première et à la rentrée 2020 pour la classe de
terminale. Il vise à amener progressivement tous les étudiants au niveau requis pour poursuivre avec
succès un cursus d’ingénieur, de vétérinaire, de chercheur, d’enseignant.
Ce programme, avec ceux des autres disciplines scientifiques, vise à développer chez les étudiants « la
connaissance et la compréhension d’un large champ de sciences fondamentales et la capacité d’analyse
et de synthèse qui leur est associée » (Commission des Titres d’Ingénieur).
Les connaissances et les compétences travaillées au lycée sont nécessairement approfondies en classe
préparatoire, tout en donnant un panorama large et actualisé des grands domaines des sciences de la
vie et de la Terre pour permettre ensuite un développement plus spécialisé, en rapport avec la voie
choisie, de la recherche fondamentale ou de l’application à un autre champ professionnel. Il s’agit de
construire et stabiliser, à un niveau de première expertise, les connaissances essentielles (sans viser à
l’exhaustivité), d’acquérir les principales compétences, de s’imprégner des attitudes intellectuelles
communément reliées à l’exercice de la pensée scientifique.
À l'issue de la formation, les étudiants issus de BCPST disposent des bases scientifiques solides dans
tous les champs nécessaires pour aborder des enjeux-clefs du XXIe siècle : changement climatique,
préservation de la biodiversité et des écosystèmes, alimentation, gestion des ressources naturelles
biologiques ou minérales, gestion durable des sols, transition énergétique, santé (dans une logique
One Health), etc.
Ce programme est destiné aux professeurs de BCPST et à leurs étudiants, mais également aux
professeurs de lycée, comme aux interrogateurs de concours et aux grandes écoles.
Contenus et organisation des programmes
Le programme de SVT des classes de BCPST se structure en trois grandes thématiques :
• Sciences de la vie ;
• Sciences de la Terre ;
• Biogéosciences (domaine se situant à l’interface entre sciences de la vie et sciences de la
Terre).
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www.enseignementsup-recherche.gouv.fr• En sciences de la vie, le programme explore différentes échelles d’étude pour les premières parties : échelle des organismes, échelle cellulaire et moléculaire, échelle des écosystèmes. Plusieurs grandes catégories de problématiques sous-tendent les contenus : la relation organisation / fonctionnement, parfois étudiée en relation avec le milieu, les interrelations entre les éléments spécialisés des systèmes qui en assurent l’intégration du fonctionnement et l’origine évolutive des structures et des processus biologiques issus d’une histoire qui s’ancre dans un temps long. L'étude du métabolisme cellulaire permet de comprendre le fonctionnement énergétique à l’échelle cellulaire. La nature et la transmission de l’information génétique du vivant est envisagée à différentes échelles temporelles : le temps court de l’expression génétique et de son contrôle, le temps plus long de la transmission de l’information génétique entre générations et de ses conséquences sur la dynamique populationnelle, le temps de l’évolution. Le programme pose ensuite un regard fonctionnel sur le vivant, par l’étude de la reproduction des êtres vivants, des processus développementaux impliqués dans l’ontogenèse des Métazoaires, en prenant comme support privilégié le développement du membre chez les Vertébrés. L'étude de la circulation sanguine apporte un regard intégratif sur une grande fonction de l’organisme animal et sert d’appui à la compréhension des mécanismes impliqués dans les communications intercellulaires. La partie « populations et écosystèmes » envisage les différentes échelles allant de l’organisme à la biosphère et le regroupement des organismes en populations et en communautés où existent divers types de relations interspécifiques. Une fois mise en place la notion d’écosystème, il s’agit d’en étudier la structure, le fonctionnement et la dynamique, remobilisés en seconde année en biogéosciences. La diversité du vivant varie au cours du temps : elle est le résultat d’une histoire évolutive et est en devenir permanent. Il s’agit ici de comprendre les mécanismes de l’évolution. Enfin, l’étude de la phylogénie permet de comprendre les principes et les méthodes de la construction d’arbres phylogénétiques, utiles à l’élaboration de scénarios évolutifs. • En sciences de la Terre, le programme vise essentiellement à présenter la Terre solide et conjugue la nécessité de prendre en compte les géosciences fondamentales et appliquées dans une société confrontée aux enjeux de l’approvisionnement en ressources naturelles et à la gestion des risques géologiques. La première année permet de mettre en place les outils et les concepts constituant le cadre d’étude des géosciences. L'étude de la structure de la planète Terre permet de faire la transition entre l’enseignement secondaire dont les acquis sont repris et stabilisés en première année de classe préparatoire. L’étude des déformations de la lithosphère, des processus sédimentaires, du magmatisme et du métamorphisme vise à la compréhension de phénomènes géologiques fondamentaux. La Terre est étudiée dans son fonctionnement actuel mais aussi dans un cadre historique. La partie sur la mesure du temps fournit les outils et méthodes de la géologie historique, appliqués à l'étude des grands ensembles géologiques français. Loin de viser l’exhaustivité ou l’érudition, l’enjeu de la formation en sciences de la Terre est d’élaborer une vision synthétique du système Terre. Le programme permet de relier les différentes échelles d’espace : couplage entre les différentes sphères, intégration dans le cadre de la tectonique globale, compréhension des grands ensembles structuraux régionaux. Le programme de sciences de la Terre invite à mettre les cartes au centre de la réflexion, qu’elles soient géologiques ou thématiques, et à conduire un va-et-vient entre représentations cartographiques et réel chaque fois que possible. L’étude des objets géologiques est l’occasion de développer chez les étudiants des compétences scientifiques générales : capacité d’observation d’objets complexes, raisonnement à partir de données partielles et incomplètes, raisonnement simultané sur plusieurs échelles temporelles et spatiales, importance de l’histoire de l’objet étudié, capacité à se représenter un objet en trois dimensions à partir d’observations discontinues. • En biogéosciences, le programme met en exergue les grands enjeux scientifiques et sociétaux du XXIe siècle, le plus souvent des sujets se situant aux interfaces disciplinaires. Leur étude s’appuie sur des convergences entre sciences de la vie et sciences de la Terre, se matérialisant dans certains domaines de recherche actuels. Les grands cycles biogéochimiques, le sol et le climat de la Terre sont des thèmes indispensables à la formation de base d’un futur ingénieur, vétérinaire, chercheur ou © Ministère de l’enseignement supérieur, de la recherche et de l’innovation, 2021 SVT-BCPST -2- www.enseignementsup-recherche.gouv.fr
décideur par la vision systémique et interdisciplinaire qu’ils apportent. Ces trois thèmes permettent
aux étudiants de bâtir une compréhension scientifique de systèmes complexes aux différentes échelles
de temps et d’espace et d’interroger l’interaction entre les activités humaines et les phénomènes
naturels. La partie sur les grands cycles biogéochimiques permet de comprendre les grandes
caractéristiques du cycle biogéochimique d’un élément et d’envisager les spécificités des cycles du
carbone et de l’azote. Elle est remobilisée pour comprendre le fonctionnement d’un sol ainsi que la
place du carbone et de l’azote dans le climat de la Terre. La partie sur le sol présente cette mince
pellicule à l’interface entre la lithosphère, l’atmosphère et l’hydrosphère, construite en interaction
avec les êtres vivants. Les sols sont pourvoyeurs de services écosystémiques, en particulier de services
d'approvisionnement liés à la production alimentaire et constituent une ressource actuellement
menacée. La compréhension de leur organisation fonctionnelle implique une approche plurielle
mobilisant différents champs disciplinaires. Enfin, la partie sur le climat de la Terre débute par la
compréhension de l’organisation et de la dynamique des enveloppes fluides (océan et atmosphère)
qui constituent des acteurs clefs du système climatique. Les changements climatiques, à courte et
longue échelle de temps, sont l’occasion de mettre en lien variabilité climatique et reconstitution des
paléoenvironnements. Enfin, les conséquences sur la biodiversité des variations climatiques actuelles,
d’origine anthropique, sont envisagées.
Le tableau suivant présente l’organisation du programme et sa répartition sur les deux années.
Thématiques et parties BCPST 1 BCPST 2
Thématique « Sciences de la vie » (SV)
SV-A L’organisme vivant en lien avec son environnement x x
SV-B Interactions entre les organismes et leur milieu de vie x x
SV-C La cellule dans son environnement x
SV-D Organisation fonctionnelle des molécules du vivant x
SV-E Le métabolisme cellulaire x
SV-F Génomique structurale et fonctionnelle x x
SV-G Reproduction x x
SV-H Mécanismes du développement : exemple du développement du
x
membre des Tétrapodes
SV-I Communications intercellulaires et intégration d’une fonction à
x
l’organisme
SV-J Populations et écosystèmes x
SV-K Évolution et phylogénie x x
Thématique « Biogéosciences » (BG)
BG-A Les grands cycles biogéochimiques x
BG-B Les sols x
BG-C Le climat de la Terre x x
Thématique « Sciences de la Terre » (ST)
ST-A La carte géologique et ses utilisations x
ST-B La structure de la planète Terre x
ST-C La dynamique des enveloppes internes x
ST-D Les déformations de la lithosphère x
ST-E Le phénomène sédimentaire x
ST-F Le magmatisme x
ST-G Le métamorphisme, marqueur de la géodynamique interne x
ST-H La mesure du temps : outils et méthodes x
ST-I Les risques et les ressources géologiques x
ST-J Les grands ensembles géologiques x
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www.enseignementsup-recherche.gouv.frLes enseignants sont libres d’organiser leur progression sur les deux semestres d’une année mais
plusieurs parties nécessitent une bonne articulation au sein de l'équipe pédagogique. La rubrique de
liens facilite le repérage de ces articulations interdisciplinaires.
Chacune de ces trois thématiques est organisée en parties qui traitent des grandes questions
scientifiques du programme. Un chapeau succinct en résume le contenu, en présente l’état d’esprit et
les objectifs. Après chaque titre de partie ou de sous-partie, la position en première et/ou deuxième
année est indiquée.
Le programme est présenté dans un tableau dont la colonne de gauche comprend l’énoncé des savoirs
visés. Son contenu ne constitue pas un résumé des savoirs à construire mais désigne les éléments
attendus de la formation des étudiants. Ces contenus (faits, modèles, concepts) constituent une base
de connaissances indispensables et doivent pouvoir être exposés par l’étudiant de façon concise et
argumentée, en particulier dans le cadre d’épreuves de synthèse. Ils servent aussi de cadres de
référence pour analyser, interpréter, discuter des objets ou des documents portant sur des éléments
non directement mentionnés dans le programme, mais présentés de telle façon qu’ils permettent une
réflexion scientifique rigoureuse, en particulier dans le cadre d’épreuve sur documents.
La colonne de droite identifie les capacités exigibles des étudiants à l’issue de leur formation. Les
capacités surlignées en bleu sont celles qui peuvent être plus particulièrement abordées lors des
séances de travaux pratiques ou lors des activités de terrain sans que cela ne soit exclusif à ces séances.
L’intégration dans un même tableau des concepts et des capacités développés donne une vision
d'ensemble du thème correspondant, tout en permettant aux enseignants d'exercer pleinement leur
liberté pédagogique et en ouvrant le champ des possibles. Par ailleurs, une rubrique « Précisions et
limites » indique :
• des précisions sur les contenus attendus ;
• l’identification éventuelle d’un exemple à utiliser. Cependant, le fait qu’un exemple soit
désigné ne constitue pas une incitation à réaliser une monographie pointilleuse. Le niveau
d’exigence est limité à ce qui peut servir la construction ou l’illustration des concepts visés ;
• des limites concernant les savoirs ou les capacités à construire avec les étudiants.
Ensuite, une autre rubrique liste les liens avec d’autres parties du programme ou avec l’enseignement
d’autres disciplines. Ces indications invitent à des mises en relations fortes, afin d’aider les étudiants à
percevoir la cohérence de leur formation et d’appréhender au mieux les réseaux conceptuels
mobilisables, notamment d’une année à l’autre. Elle aide les étudiants à percevoir les grands concepts
clefs des SVT et les problématiques essentielles qui constituent des fils rouges indispensables, au-delà
de la présentation linéaire obligée d’un programme.
En fin de chaque thématique, un tableau synthétise l’ensemble des séances de travaux pratiques, afin
d’en préciser le nombre et de situer leur apport à la construction des connaissances et des
compétences. En permettant de présenter une diversité d’objets, sans pour autant requérir la
mémorisation de ce qui n’est pas clairement posé comme exigible, les travaux pratiques sont des
moments privilégiés d’élargissement et doivent contribuer à ne pas enfermer les représentations dans
un cadre conceptuel trop étroit et dogmatique.
La mise en œuvre du programme de SVT repose ainsi sur des cours mais aussi sur des travaux pratiques
et des activités de terrain qui construisent de façon complémentaire des connaissances et des
compétences. Les travaux d’initiative personnelle encadrés (TIPE) complètent la formation en amenant
les étudiants à conduire par eux-mêmes une démarche scientifique mobilisant différentes disciplines.
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www.enseignementsup-recherche.gouv.frDans la mise en œuvre de ce programme, les professeurs gardent la liberté d’organiser leur enseignement comme ils le souhaitent, dans la limite du découpage sur les deux années et en tenant compte de la formation antérieure des étudiants (spécialité SVT, spécialité biologie-écologie en lycée agricole). Les enseignants ont une latitude certaine dans le choix de l’organisation de leur enseignement, de leurs méthodes, de leur progression globale, mais aussi dans le choix de leurs problématiques. Cependant, dans le cadre de cette liberté pédagogique, les professeurs gagneront à organiser leur enseignement suivant deux grands principes directeurs : - la mise en activité des étudiants en évitant le dogmatisme : les apprentissages seront d’autant plus efficaces que les étudiants seront acteurs de leur formation. Les supports pédagogiques utilisés doivent notamment aider à la réflexion, à la participation et à l’autonomie des étudiants. La détermination et l’étude des problématiques, alliées à un temps approprié d’échanges, favorisent cette mise en activité. - la mise en contexte des connaissances et des capacités travaillées : les SVT et les problématiques associées se prêtent de façon privilégiée à une mise en perspective de leur enseignement avec l’histoire des sociétés, des sciences et des techniques ainsi que des questions d’actualité. Les enseignants de SVT sont ainsi conduits naturellement à mettre leur enseignement « en culture » pour rendre leur démarche plus naturelle et motivante auprès des étudiants. La nature des savoirs scientifiques et leur élaboration Un enjeu important de l’enseignement des sciences est de permettre aux étudiants d’accéder à la nature des savoirs scientifiques et de comprendre la façon dont ils sont élaborés. Les étudiants doivent être en mesure, à l’issue de leur formation, de distinguer ce qui relève d’une croyance ou d’une opinion de ce qui constitue un savoir scientifique. À travers les enseignements de SVT, en collaboration avec la physique-chimie et lors des TIPE, les étudiants sont invités à comprendre que les savoirs scientifiques se construisent par un travail collectif au sein de communautés scientifiques et sont validés par les pairs (peer-review). Les théories et les modèles scientifiques sont élaborés en relation avec des observations et des expériences et ont des conséquences testables. Tout savoir scientifique est donc par nature rectifiable, provisoire et réfutable. Et donc, in fine, les étudiants doivent pouvoir remettre en question leurs connaissances au regard de données nouvelles pour proposer de nouveaux modèles explicatifs, de même qu’un ingénieur, un vétérinaire, un chercheur ou un décideur doit d’être capable de remettre en question ses propres certitudes pour répondre aux défis qui lui seront donnés et de pouvoir ainsi innover. Cette formation épistémologique peut être envisagée par l’histoire des idées, des modèles et des théories en SVT et s'appuyer, par exemple, sur l’analyse de la structure d’une publication scientifique. Activités et recherches de terrain Organisées chaque année, les activités de terrain contribuent à la construction des savoirs. Elles peuvent aussi constituer des moments de réinvestissement dans des contextes différents. Le travail de laboratoire et le travail de terrain sont complémentaires et traduisent la double dimension des SVT, à la fois science expérimentale et science naturaliste, donnant toute sa place à l’observation. Le terrain permet une approche de la complexité des objets ainsi que des phénomènes biologiques et géologiques aux différentes échelles, dont celles des paysages, des affleurements géologiques et des écosystèmes, impossibles à appréhender dans le cadre exclusif de la classe. Le terrain est un lieu privilégié de mise en relation entre un modèle explicatif et des données empiriques (observations, mesures, etc.). Les faits de terrain ne sont pas « donnés » mais construits au regard d’une © Ministère de l’enseignement supérieur, de la recherche et de l’innovation, 2021 SVT-BCPST -5- www.enseignementsup-recherche.gouv.fr
problématique scientifique et instrumentés par des méthodes et des techniques, donnant à voir une partie du réel. C’est une des différences entre le travail de terrain et le travail que l’on peut mener en classe à partir de données qui ont déjà été acquises et traitées pour l’analyse. Sur le terrain, les objets biologiques et géologiques ne parlent pas d’eux-mêmes : il faut déterminer quoi observer, quoi mesurer, quoi échantillonner selon un objectif donné. Cette dimension de recherche sur le terrain développe l’autonomie des étudiants. Les activités de terrain permettent d’étudier des objets et des structures biologiques et géologiques situés à distance de l’établissement (bassin sédimentaire, chaîne de montagne, écosystèmes, etc.). D'autres activités peuvent se dérouler dans l’enceinte de l’établissement ou à proximité (étude de la biodiversité, par exemple dans le cadre de programmes de sciences participatives, étude de la géologie d’une grande ville de France). Les activités de terrain sont également l’occasion de rencontrer des professionnels, de visiter des exploitations agricoles, des entreprises et des écoles afin de participer à la construction du projet de poursuite d’études des étudiants et de leurs compétences préprofessionnelles. Le tableau suivant présente le potentiel des activités et recherches de terrain à travailler en BCPST 1 et BCPST 2. Elles ne sont pas toutes exigibles mais présentent l’apport du terrain à la formation des étudiants, que les enseignants sont libres d’exploiter. Activités et recherches de terrain • S’orienter sur le terrain et se localiser sur une carte (topographique, géologique, de végétation, pédologique). • Analyser un paysage : identifier et caractériser des unités dans le paysage, incluant la description des groupements végétaux, du substratum géologique, de la topographie et des usages par l’être humain ; déterminer les liens de causalité qui unissent ces différentes composantes ; expliquer la dynamique des unités paysagères, souvent liée à leur usage présent ou passé. • Déterminer les espèces principales dans un écosystème. • Collecter des données et les confronter à des bases de données pour les vérifier, les enrichir, les mettre en relation (identification d’espèces, nature de roches, …). • Proposer un protocole de caractérisation des paramètres abiotiques locaux et saisir des données de terrain (température ; hygrométrie ; luminosité ; vitesse du vent…) en les confrontant à des données météorologiques moyennes sur un temps long afin de caractériser le biotope d’un écosystème. • Mettre en œuvre un protocole d’étude de la biodiversité sur le terrain adapté aux groupes biologiques étudiés (méthode des quadrats, transect, pièges, écoutes…) incluant une réflexion sur l’exhaustivité et la représentativité de l’échantillonnage (aire minimale, courbe de saturation) pour répondre à un problème scientifique. • Estimer l’abondance et la densité d’une population, la richesse spécifique d’un écosystème par une étude de terrain. • Réaliser une étude pédologique sur le terrain (profil d’un sol brun et caractérisation des horizons – couleur, texture, pH…-, étude de la litière et du type d’humus, observation de la faune du sol et de ses manifestations). Synthétiser les observations en lien avec la roche-mère, la végétation, la topographie et le climat. • Caractériser certains aspects du fonctionnement d’un écosystème à partir d’observations de terrain (traces, nids, restes alimentaires, relations parasitaires ou symbiotiques, etc.) qui témoignent d’interactions entre les composants biotiques du système. • Rendre compte d’observations de terrain sous différentes formes (photographie, film, croquis ou dessin, carte, texte, réalité augmentée). • Observer, décrire, identifier des objets géologiques à différentes échelles (roche, affleurement et paysage) lors d’une étude de terrain. © Ministère de l’enseignement supérieur, de la recherche et de l’innovation, 2021 SVT-BCPST -6- www.enseignementsup-recherche.gouv.fr
• Reconstituer, analyser et représenter les objets dans les trois dimensions de l’espace lors d’une étude de
terrain.
• Intégrer des données de terrain dans un système d'information géographique (SIG).
• Proposer des hypothèses expliquant la mise en place de structures géologiques observées sur le terrain en
mobilisant des concepts et des principes géologiques (actualisme, principes de la stratigraphie, tectonique).
• Passer de la réalité complexe du terrain à des représentations simplifiées correspondant à des hypothèses
explicatives.
• Mettre en relation des données de terrain avec un modèle pour l’infirmer, le conforter ou en dégager les
limites.
Les compétences attendues
Les compétences sont définies ici comme des aptitudes à mobiliser des ressources pour accomplir une
tâche dans une famille de situations et faire face à une situation complexe ou inédite. À l'instar du
référentiel européen relatif aux compétences clés1, les ressources internes à l’individu mobilisables
dans le cadre de la mise en jeu d’une compétence sont un ensemble de connaissances, de capacités
(ou aptitudes ou savoir-faire) et d’attitudes (ou savoir-être), dans le cadre duquel :
• les connaissances sont constituées des faits, chiffres, concepts, théories et idées qui sont déjà établis
et viennent étayer la compréhension d’un certain domaine ou thème ;
• les aptitudes sont définies comme la capacité d’exécuter des processus et d’utiliser les connaissances
existantes pour parvenir à des résultats ;
• les attitudes décrivent les dispositions et mentalités permettant d’agir ou de réagir face à des idées,
des personnes ou des situations.
En s’appuyant sur les compétences acquises dans l’enseignement secondaire, l’enseignement de
classe préparatoire constitue une étape vers le renforcement des compétences déjà travaillées et
l’acquisition de nouvelles compétences qui seront développées dans les écoles2.
Les compétences à travailler en classe préparatoire sont organisées en trois grands blocs de
compétences3 : les compétences de la démarche scientifique (ou compétences disciplinaires), les
compétences préprofessionnelles puis les compétences transversales et linguistiques. Elles sont
destinées à être travaillées dans le cadre des différents types d’enseignement (cours, interrogations
orales, TP, activités de terrain et TIPE), chaque professeur étant libre du choix des supports, des
moments, des lieux et de la progressivité propices à cette composante de la formation. L’expression
large de ces compétences tient compte des attentes exprimées par des grandes écoles recrutant sur
la filière BCPST.
• Compétences de la démarche scientifique
Chaque champ de compétences est illustré par un ensemble de compétences et de capacités associées
qui permet d’en préciser le contour, sans pour autant constituer une liste exhaustive. L’ordre de
1
Recommandation du Conseil du 22 mai 2018 relative aux compétences clés pour l’éducation et la formation
tout au long de la vie.
2
À titre d’exemples : référentiel national pour le diplôme vétérinaire (décembre 2017), compétences de
l’ingénieur (référentiel de la commission des titres d’ingénieur CTI, 2016)
3
L’organisation des compétences en trois blocs est partagée avec le référentiel de licence (2015) :
https://www.enseignementsup-recherche.gouv.fr/cid61532/les-referentiels-de-competences-en-licence.html
© Ministère de l’enseignement supérieur, de la recherche et de l’innovation, 2021 SVT-BCPST -7-
www.enseignementsup-recherche.gouv.frprésentation de ces compétences ne préjuge pas d’un ordre de mobilisation de ces dernières lors d’une
activité. Dans leur grande majorité, elles sont communes à celles qui sont mises en œuvre dans
d’autres enseignements scientifiques comme ceux de physique et de chimie.
Les compétences doivent être acquises à l’issue des deux années de formation en CPGE. Elles
nécessitent d’être régulièrement mobilisées par les étudiants et sont évaluées en s’appuyant, par
exemple, sur l’utilisation de grilles d’évaluation. Pour atteindre le plein niveau de maîtrise de ces
compétences et de ces capacités, les étudiants doivent progressivement développer, dans les
différentes activités proposées par le professeur, leur autonomie, leur esprit d’initiative et leur esprit
critique.
Champs de Exemple de compétences et de capacités associées
compétences
S’approprier et — Rechercher, collecter, extraire et organiser de l’information ou des
problématiser données en lien avec la situation étudiée.
— Conduire l’observation d’un objet ou d’un phénomène à différentes
échelles spatiales et temporelles.
— Exploiter la complémentarité d’informations présentées sous des formes
différentes (texte, graphe, tableau, …)
— Énoncer ou dégager une problématique scientifique en prenant en compte
ses différents aspects (technique, scientifique, sociétal).
— Représenter la situation par un schéma modèle.
— Identifier les grandeurs pertinentes, leur attribuer un symbole.
— Relier le problème à une situation modèle connue.
— Acquérir de nouvelles connaissances en autonomie.
Analyser — Formuler des hypothèses.
— Décomposer un problème en plusieurs problèmes plus simples.
— Proposer une stratégie pour répondre à une problématique.
— Choisir, concevoir, justifier un protocole expérimental ou d’observation, un
modèle ou des lois physiques.
— Estimer des ordres de grandeur.
— Proposer des analogies
— Identifier les idées essentielles d’un document et leurs articulations.
— Relier qualitativement ou quantitativement différents éléments d’un ou de
documents.
Réaliser — Mettre en œuvre les étapes d’une démarche, un protocole, un modèle.
— Extraire une information d’un texte, d’un graphe, d’un tableau, d’un
schéma, d’une situation réelle, d’une photo, d’une vidéo.
— Schématiser un dispositif, une expérience, une méthode de mesure, un
objet biologique ou géologique.
— Utiliser le matériel et les produits de manière adaptée en respectant les
règles de sécurité et d’éthique.
— Construire des représentations graphiques à partir de données.
— Mener des calculs analytiques ou à l’aide d’un langage de programmation,
effectuer des applications numériques.
— Évaluer des ordres de grandeur.
— Conduire une analyse dimensionnelle.
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www.enseignementsup-recherche.gouv.frValider — Exploiter des observations, des mesures en estimant les incertitudes.
— Discuter de l’exhaustivité ou de la représentativité d’un échantillonnage.
— Confronter les résultats d’un modèle à des résultats expérimentaux, à des
données figurant dans un document ou dans de la bibliographie scientifique, à
ses connaissances.
— Discuter de la recevabilité d’une hypothèse.
— Analyser les résultats de manière critique.
— Repérer les points faibles d’une argumentation (incohérence,
contradiction, partialité, incomplétude, …).
— Proposer des améliorations de la démarche, de l’expérience ou du modèle.
Communiquer — À l’écrit comme à l’oral :
◦ présenter les étapes de sa démarche de manière synthétique, organisée,
cohérente et argumentée.
◦ rédiger une synthèse, une analyse, une argumentation.
◦ appuyer son propos sur des supports appropriés
◦ utiliser un vocabulaire scientifique précis et choisir des modes de
représentation adaptés (schémas, représentations graphiques, cartes
mentales, etc.).
◦ citer l’origine des sources utilisées.
— Écouter, confronter son point de vue.
• Compétences transversales et linguistiques
Les SVT contribuent avec les autres disciplines de BCPST au développement de compétences
transversales et linguistiques. Elles attestent d’une autonomie de travail et d’analyse, d’une capacité
d’engagement dans des projets collectifs, d’une capacité de distance critique et d’une communication
aisée, que ce soit par les outils mobilisés ou l’expression personnelle en français et dans au moins une
langue vivante étrangère.
• Adopter un comportement éthique, déontologique et responsable.
• Coopérer et collaborer dans le cadre d’activités ou de démarches de projet, dans et hors la classe.
• Se mettre en recul d’une situation, s’auto évaluer et se remettre en question pour apprendre.
• Utiliser les outils numériques de référence et les règles de sécurité informatique pour acquérir,
traiter, produire et diffuser de l’information et communiquer.
• Se servir aisément de la compréhension et de l’expression écrites et orales dans au moins une
langue vivante étrangère.
• Compétences préprofessionnelles
La formation est aussi l’occasion d’aborder avec les étudiants des questions liées à la construction de
leur projet de poursuite d’étude. La rencontre avec des professionnels, comme avec les grandes écoles
est un levier de développement des compétences préprofessionnelles. Les TIPE participent du
développement de ces compétences.
• Identifier les différents champs professionnels et les parcours permettant d’y accéder.
• Identifier les enjeux et contraintes des champs professionnels.
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www.enseignementsup-recherche.gouv.fr• Caractériser et valoriser ses compétences scientifiques, techniques et psychosociales (sociales,
cognitives et émotionnelles) en fonction d’un contexte.
Les méthodes et les techniques (mises en œuvre au laboratoire et sur le terrain)
Le tableau suivant présente les méthodes et les techniques de SVT à mettre en œuvre durant les deux
années de formation de BCPST. Ce tableau est à croiser avec les objets d’étude du programme. Les
éléments exposés sont mobilisables dans les épreuves de SVT des concours (écrites, pratiques et
orales), précisées par les notices descriptives de chaque concours.
Biologie moléculaire et cellulaire
Interpréter le résultat de croisements chez les organismes diploïdes :
- gènes indépendants ou liés ;
- allèles récessifs, dominants ou codominants ;
- identification des brassages génétiques.
Exploiter des méthodes d’étude de l’organisation des génomes :
- réalisation et exploitation d’une électrophorèse d’ADN ;
- réalisation et exploitation d’une comparaison de séquences à l’aide de logiciels ;
- exploitation de données utilisant la méthode du Southern blot.
Exploiter des données utilisant des méthodes d’étude de l’expression des génomes :
- transgenèse, mutagenèse dirigée et aléatoire ;
- northern blot, hybridation in situ, utilisation de gène rapporteur, western blot, puce à ADN, PCR et
RTPCR.
Réaliser et exploiter une électrophorèse de protéines en conditions natives.
Exploiter des données utilisant des méthodes d’étude des protéines :
- chromatographie d’affinité, profil d’hydropathie, western blot, immunomarquage, électrophorèse en
conditions dénaturantes.
Exploiter des données de modélisation moléculaire.
Réaliser et exploiter le suivi d’une réaction enzymatique :
- détermination des vitesses initiales, construction d’une courbe vi = f([S0]) ;
- détermination de KM, vmax et de l'efficacité catalytique.
Exploiter des données cinétiques en présence de différents types d'inhibiteurs.
Exploiter des données permettant l’étude de communications intercellulaires :
- ablation et greffe de groupes de cellules, application de facteurs diffusibles ;
- enregistrements de patch-clamp, mesures de potentiel de membrane, mesure de conductance.
Microscopie
Réaliser une préparation de microscopie optique, y compris des coupes à main levée, avec ou sans coloration.
Mettre en œuvre un protocole de coloration adaptée à la problématique biologique.
Utiliser le colorant adapté pour mettre en évidence un tissu ou des molécules.
Réaliser une observation en microscopie optique :
- objectifs et grossissement, intensité lumineuse, diaphragme, mise au point, utilisation de l'huile à
immersion.
Déterminer un ordre de grandeur ou la taille d’un objet à partir d’une échelle ou d’un grossissement.
Identifier une technique de microscopie.
Exploiter des clichés de microscopie :
- optique, électronique, à fluorescence.
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www.enseignementsup-recherche.gouv.frÉtude morpho-anatomique
Réaliser une dissection florale :
- prélèvement de pièces et observation avec les outils adaptés ;
- présentation des pièces florales afin de faire ressortir leur nombre, leur position relative et les soudures
éventuelles.
Réaliser une dissection animale :
- mise en valeur d’un organe et de ses liens anatomiques avec d’autres organes, en les dégageant des
structures les masquant ;
- orientation de l’animal et positionnement des légendes ;
- prélèvement de parties d’appareils ou d’organes et observation avec les outils les plus adaptés.
Étude cartographique
Utiliser une carte géologique :
- identification des principales structures tectoniques et des ensembles pétrologiques ;
- reconstitution d'une histoire géologique régionale ;
- reconstitution d’un paléoenvironnement ;
- estimation de la vitesse d'ouverture d'un océan ;
- identification des risques ou des ressources géologiques.
Traduire l’exploitation d’une carte géologique sous la forme d’une coupe géologique (le profil topographique
étant fourni) ou d’un schéma structural :
- fidélité, mise en évidence pertinente des objets et structures géologiques et des roches, légendes, titre,
échelle.
Exploiter des données cartographiques ou des archives sédimentaires pour reconstituer des variations
climatiques.
Géochimie et géophysique
Exploiter des données géochimiques pour identifier une roche ou retracer son histoire (réservoir, chemin
P,T=f(t), série magmatique) :
- diagramme TAS, diagramme de Streckeisen ;
- datation absolue (14C, K/Ar, U/Pb) ;
- données de microsondes, grille pétrogénétique, données de géobarométrie et géothermométrie ;
- Calcul d’un taux de fusion, rapports isotopiques 87Sr/86Sr et 143Nd/144Nd et origine du magma.
Exploiter un diagramme binaire et ternaire (fusion et cristallisation).
Présenter le principe de modifications de pression et/ou de température d’un échantillon par presse
hydraulique ou enclume à diamant et en exploiter les résultats.
Exploiter des données sur l’altération des roches, notamment à l’aide du diagramme de Goldschmidt.
Présenter le principe d’obtention de certaines données géophysiques et en exploiter les résultats :
- sismogrammes, tomographie sismique, sismique réflexion, profil de vitesse des ondes sismiques ;
- altimétrie satellitaire, anomalies gravimétriques (air libre et Bouguer), anomalies magnétiques,
anomalies du géoïde.
Exploiter des données utilisant des approches géophysiques :
- sismique réflexion, mécanismes au foyer, courbes rhéologiques ;
- données GPS, interférométrie radar, corrélation optique ;
Réaliser un calcul d’équilibre isostatique sur un modèle simple.
Exploiter des données de granulométrie à l’aide du diagramme de Hjulström.
Exploiter des figures sédimentaires à l’aide d’un diagramme d’Allen fourni.
Déterminer les caractéristiques physico-chimiques d’un sol :
- détermination de la granulométrie d’un sol à replacer dans un triangle des textures, mesure de la
porosité du sol ;
- mesure du pH du sol, mise en évidence des constituants de l’humus, mise en évidence de la capacité
d’échange cationique (CEC) par l’utilisation d’éosine et de bleu de méthylène.
Exploiter des données sur la structure et la dynamique des enveloppes fluides :
- stratification des enveloppes fluides ;
- transferts d’énergie et de masse ;
-
gradient de températures, de salinité, Δ14C des masses d’eau, distribution du dioxygène, teneur en
chlorophylle.
Exploiter des données géochimiques permettant de caractériser le climat : δ18O, δ13C.
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www.enseignementsup-recherche.gouv.frÉtude d’un objet dans son environnement
S’orienter et se localiser sur le terrain et sur une carte.
Analyser un paysage ou un affleurement :
- identification et caractérisation des unités biologiques et écologiques, des usages anthropiques et des
liens entre ces unités ;
- description de l’affleurement, mise en relation des différentes composantes identifiées et de leur
relation à différentes échelles ;
- application des principes de datation relative à différentes échelles ;
- interprétation par confrontation des observations et de leur analyse à des modèles ou des données.
Collecter des données sur le terrain :
- identification d’espèces, de roches et d’objets géologiques, mesure de paramètres du biotope ;
- mise en œuvre de protocole d’étude de la biodiversité ;
- Réalisation d’une étude pédologique d’un sol.
Exploiter des données de terrain à différentes échelles pour élaborer un modèle explicatif cohérent ou les relier
à un modèle afin de l'infirmer, le conforter ou en dégager les limites.
Caractériser des déformations et y associer, lorsque cela est possible, des contraintes :
- ellipsoïde des déformations et des contraintes.
Compléter des bases de données ou des systèmes d’information géographique (SIG) à partir des observations
de terrain.
Identification et classification
Utiliser diverses clefs de détermination (dont des flores) et des outils numériques de détermination pour
identifier un échantillon d’origine biologique ou géologique :
- sélection des critères et des caractéristiques de l’objet les plus pertinentes pour son identification ;
- choix de l’outil de détermination le plus adapté.
- utilisation d’un diagramme de Streckeisen, d’un diagramme TAS ou AFM.
Identifier une roche magmatique, métamorphique ou sédimentaire à partir d’un échantillon macroscopique ou
d’une lame mince (les noms des minéraux étant fournis pour les préparations microscopiques) :
- roches magmatiques : basaltes, gabbros, andésites, diorites, rhyolites, granites, trachytes ;
- roches métamorphiques : micaschistes, gneiss, migmatites, métagabbros, amphibolites, éclogites,
marbres ;
- roches sédimentaires : calcaires, conglomérats, grès, argilites, marnes, halite, gypse-anhydrite, bauxite ;
- péridotites.
Identifier à l’œil nu des minéraux :
- olivine, pyroxènes, amphiboles, feldspaths (plagioclases et orthose), quartz, micas (biotite et
muscovite), grenat, calcite.
Identifier quelques fossiles à partir de leurs caractéristiques :
- Trilobites, Ammonoïdés, Bivalves, Gastéropodes, Foraminifères benthiques (Nummulitidés) et
planctoniques (Globotruncanidés, Globigérinidés).
Identifier de manière argumentée le stade de développement embryonnaire d’un Amphibien.
Identifier de manière argumentée un organe, un tissu ou un type cellulaire :
- bactérie, cellule musculaire striée squelettique, cardiomyocyte, cellule du parenchyme palissadique,
entérocytes ; neurone ;
- artère, capillaire, veine, muscle strié ;
- tissu épithélial et conjonctif ;
- épiderme, rhizoderme, xylème I et II (bois), phloème I et II (liber), parenchymes, collenchyme,
sclérenchyme, méristèmes, suber, phelloderme.
Exploiter des données morpho-anatomiques ou moléculaires pour positionner un organisme dans un arbre
phylogénétique ou construire une phylogénie :
- construction d’une matrice taxons-caractères ou d’une matrice des distances ;
- polarisation de caractères ;
- construction d’arbres phylogénétiques et application du principe de parcimonie.
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www.enseignementsup-recherche.gouv.frUtilisation des outils numériques
Utiliser un tableur informatique : construire un graphique, tracer une droite de régression linéaire, etc.),
réaliser des calculs.
Utiliser un logiciel de modélisation : choix des paramètres pour répondre au problème posé.
Utiliser une base de données.
Exploiter les données d’un système d’information géographique (SIG) ou des modèles numériques de terrains
(MNT).
Présentation des résultats
Réaliser un dessin d’observation avec les conventions usuelles :
- fidélité, sélection des structures pertinentes, légendes, titre, échelle, orientations.
Réaliser un schéma avec figurés conventionnels (les figurés restant à la disposition des étudiants).
Réaliser un diagramme et/ou une formule florale.
Représenter des pyramides de productions de biomasse.
Représenter les données sous forme graphique :
- choix des axes, échelle pertinente, titre, unités.
Présenter de manière pertinente un objet biologique (coupe, prélèvement et montage, annotation,
présentation comparative, schéma, dessin, échelle).
Présenter de manière pertinente un objet géologique à toutes les échelles (dessin, schéma, description,
identification, présentation comparative, ellipsoïde des déformations, échelle…).
Présenter sous une forme pertinente des observations de terrain :
- photographie géolocalisée, film, dessin, schéma, texte, carte.
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